## PROTOTYPE SISTEM MONITORING TEMPERATUR MENGGUNAKAN ARDUINO UNO R3 DENGAN KOMUNIKASI WIRELESS
Ritha Sandra Veronika Simbar 1 , Alfi Syahrin 2
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana, Jakarta E-mail: 1 alfis_18@yahoo.com, 2 alfis160391@gmail.com
Abstrak -- Pada saat sekarang ini, pada mesin UST yang berada di pabrik PT.Krakatau Posco  Suhu yang diperbolehkan dilakukan pengujian UST berdasarka SOP adalah 40 0 C. Untuk ini perlu di lakukan pengecekan suhu produk agar tidak terjadi pengulangan line-on karena plate panas (>40). Pengecekan temperatur  masih  dilakukan  secara  manual  setiap  1  jam  sekali.  Pengecekan  manual  ini  dirasa memberatkan operator UST jika terjadi load production (produksi banyak). Untuk itu perlu dibuat sebuah sistem monitoring yang bisa mempermudah pekerjaan operator UST. Alat yang dirancang dan dibuat berupa  sebuah  sistem  monitoring  suhu  plate  baja  dengan  menggunakan  sensor  MLX90614  yang merupakan sensor inframerah. Data suhu akan di proses oleh Arduino dan di kirimka ke arduino yang lain dengan bantuan modul RF 433Mhz. Data suhu akan ditampilkan di LCD 16x2. Pengujian langsung ke  produk  telah  dilakukan,  dan  terdapat  data  yang  tidak  linier.  Untuk  memastikan  lagi,  dilakukan pengujian menggunakan bantuan termogan sebagai pembanding. Hasil yang didapat sudah linier walau masih terdapat selisih pembacaan suhu antara alat dan termogun sekitar 2,58 0 C.
Kata kunci: Arduino, MLX90614, RF433Mhz, LCD 16x2

## 1.  PENDAHULUAN
Ultrasonic  Testing (UT)  merupakan  salah  satu metode yang digunakan pada uji tak rusak / NDT ( non-destructive testing ). Prinsip kerja dari UT itu tersendiri  adalah  memanfaatkan  gelombang ultrasonik  dengan  frekuensi  antara  2-5  MHz (khusus di PT.Krakatau Posco) untuk mendeteksi cacat  / defect yang  terdapat  pada  plate  baja. Maksimal  temperatur  produk  plate  baja  yang diperbolehkan  (susuai  SOP)  untuk  dilakukan pengujian AutoUT adalah 40°C.
Saat sekarang ini adalah proses pengecekan temperatur  pada  produk  plate  baja  di  PT. Krakatau  Posco  baru  dilakukan  secara  manual. Pengecekan secara manual ini,  dimana operator diminta melakukan pengukuran temperatur produk  plate  baja  langsung ke lapangan dengan bantuan  ( tool ) termogun secara  berkala  (1  kali dalam  1  jam) , operator  diminta  melakukan pengecekan  temperatur  produk  plate  baja satu persatu.
Dalam prakteknya, proses pengecekan memerlukan  waktu  yang  cukup  lama,  dalam kondisi load production (banyak produk) operator merasa kewalahan untuk melakukan
pengecekan, apalagi ketika ada produk plate baja yang harus di lakukan pengecekan ulang dengan M-UT( manual  ultrasonic  test )  maka main  power yang  tersedia  terasa  kurang  dengan  begitu banyaknya  aktivitas  lain  yang  juga  tidak  kalah penting.
Dari pengamatan dalam melakukan pengecekan  ini,  terdapat  beberapa  kelemahan atau kekurangan yang bisa dioptimalkan, adapun kekurangan  dan  kelemahan  tersebut  adalah sebagai berikut: a.  Operator  dibebani  tanggung  jawab  untuk melakukan  pengecekan  suhu  plate  setiap periode tertentu.
b.  Pengecekan dilakukan dengan turun langsung  kelapangan  dan  memakan  waktu yang lama.
c.  Mengoptimalkan kerja crane yang ada di plan Plate Roll Departement.

## 2.  LANDASAN TEORI

## 2.1 Monitoring
Sistem monitoring merupakan suatu proses untuk mengumpulkan data dari berbagai sumber daya. Biasanya data yang dikumpulkan merupakan data yang realtime. Secara  umum  tujuan monitoring adalah  untuk  mendapatkan  data  –data  atau pandangan  agar  diperoleh  umpan  balik  bagi kebutuhan tertentu.
Secara  garis  besar  tahapan  dalam  sebuah sistem monitoring terbagi  ke  dalam  tiga  proses besar yaitu:
1.  Proses di dalam pengumpulan data monitoring.
2.  Proses di dalam analisis data monitoring.
3.  Proses  di  dalam  menampilkan  data  hasil montoring.
Monitoring  yang  masih  bersifat  konvensional memiliki kelemahan, yaitu:
1.  Data tidak akurat
2.  Membutuhkan waktu yang lama
3.  Membutuhkan aktifitas yang lebih banyak.

## 2.2 Arduino Uno
Arduino  Uno adalah  board  mikrokontroler berbasis  ATmega328.  Mikrokontroler  sendiri adalah  suatu  rangkaian  yang  berfungsi  sebagai pengendali yang mengatur jalannya proses kerja
dari  sebuah  rangkaian  elektronik.  Arduino  Uno memiliki  14  pin  digital  input  /  output  (dimana  6 dapat  digunakan  sebagai  output  PWM),  6  input analog, resonator keramik 16 MHz, koneksi USB, jack  listrik,  header  ICSP,  dan  tombol  reset.  Uno dibangun berdasarkan apa yang diperlukan untuk mendukung  mikrokontroler,  sumber  daya  bisa menggunakan  power  USB  (jika  terhubung  ke komputer  dengan  kabel  USB)  dan  juga  dengan adaptor atau baterai.

## Gambar 2.1 Arduino Uno

## 2.3 Infrared Thermometer MLX90614
Infrared thermometer adalah sebuah sensor suhu yang dapat mengukur suhu dari jarak jauh tanpa melakukan  kontak  langsung  dengan  objek  yang akan diukur. Sensor ini menggunakan inframerah untuk  mengukur  atau  mendeteksi  radiasi  panas (thermal)  benda.  Sensor  ini  menentukan  suhu objek  dengan  cara  mengetahui  radiasi  termal (terkadang disebut radiasi hitam) yang dipancarkan  oleh  objek  tersebut.  Benda  atau material apapun yang memiliki suhu mutlak diatas nol,  akan  memiliki  molekul  yang  selalu  aktif bergerak. Semakin tinggi suhu maka pergerakan molekul  akan  semakin  cepat.  Ketika  bergerak, molekul  akan  memancarkan  radiasi  inframerah, yang  merupakan  jenis  radiasi  elektromagnetik  di bawah spektrum cahaya.
Saat suhu objek meningkat atau menjadi lebih panas, maka radiasi inframerah yang dipancarkannya  pun  akan  meningkat,  bahkan inframerah  yang  dipancarkan  juga  akan  bisa menampakkan  cahaya  jika  suhu  benda  tersebut sangat  tinggi.  Oleh  sebab  itu  jika  ada  sebuah logam  yang  dipanaskan  akan  nampak  memerah atau bahkan memutih. Pirometer akan mengukur besar  radiasi  inframerah  yang  dipancarkan  oleh benda tersebut.

## 2.4 Modul RF 433Mhz
Modul RF 433Mhz terdiri dari 2 rangkaian yaitu rangkaian transmitter (TX) dan rankaian receiver (RX) . Modul  RF  433  Mhz  ini  menggunakan protokol one  wire untuk  berkomunikasi  dengan microcontroller. RF433Mhz merupakan rangkaian  pengirim  dan  penerima  data  yang berbasis  ASK  ( Aplitude  –  Shift  Keying ).  Modul tersebut digunakan pada alat penghitung waktu balapan  drag  sebagai  pengganti  kabel  yang menghubungkan rangkaian pada
garis start dengan
rangkaian pada garis finish dimana  sistem  tersebut  dinamakan system wireless.
Gambar 2.3 Tampilan MLX90614

## 2.5 LCD
Kegunaan LCD banyak sekali dalam perancangan suatu sistem dengan menggunakan mikrokontroler. LCD (Liquid Crystal Display) dapat berfungsi  untuk  menampilkan  suatu  nilai  hasil sensor,  menampilkan  teks,  atau  menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler. Pada praktek proyek ini, LCD yang digunakan adalah LCD 16x2 yang  artinya  lebar  display  2  baris  16  kolom dengan 16 Pin konektor.
Gambar 2.4 LCD 16x2

## 3.  PERANCANGAN SISTEM
Perancangan secara umum dari system monitoring  temperature  plate  baja  dapat  dilihat seperti blok diagram dibawah ini:
Gambar 3.1 Diagram blok sistem
Berdasarkan  blok  diagram  merupakan  blok umum perancangan alat. Dari gambar terdapat 2 blok  yang  dipisahkan  dengan  garis  putus-putus. Blok  pertama  merupakan  blok  rangkaian  yang nanti  akan  di  letakan  di grab  crane .  Pada  blok rangkaian ini akan dipasangkan infrared temperature  sensor untuk  mengecek  temperatur plate yang ada dilapangan. Data akan dikirim dan diolah oleh mikrokontroler Arduino untuk dikirimkan  ke  blok  kedua  dengan  bantuan  sinyal radio.
Gambar 3.2 Posisi peletakan alat
Pada blok kedua terdapat penerima sinyal radio, sinyal  yang di  kirim oleh blok rangkaian pertama akan  diterima  dan  di  oleah  untuk  ditampilkan  ke LCD.  Blok  rangkaian  ini  akan  diletakan  dikabin crane dan operator crane akan mengankat plate yang  telah  dingin  sesuai  SOP  yang  ada  pada mesin A-UT.

## Gambar 3.3 Flowchart sistem

## 3.1 Perancangan Perangkat Keras a)  Blok Rangkaian I
Blok  pertama  merupakan  blok  rangkaian  yang letakan (ditempel) di grab pada crane. Pada blok ini  terdapat  sebuah  infrared  temperature  sensor yang berfungsi mendeteksi suhu plate yang ada di lapangan,  prinsip  kerjanya  adalah  mendeteksi pancaran  raidiasi  dari  benda  uji,  untuk  sensor MLX90614  ini  sendiri  telah  dilengkapi  dengan ADC segingga data yang dihasilkan sudah dalam bentuk data digital.
Sebagai otaknya, pada alat arduino UNO R3 digunakan untuk mengolah data. Dengan bantuan pemprograman bahasa C++ pada alikasi arduino IDE.  Untuk  mengirim  data  ke  blok  rangkaian  II, alat  ini  akan  menggunakan  rangkaian  TTX  pada modul RF 433Mhz.
Gambar 3.4 Blok Rangkaian I Tabel 3.1 Koneksi MLX90614 dengan pin arduino No Pin MLX90614 Pin Arduino 1 Vcc 5 volt 2 Gnd gnd 3 SCL A5 4 SDA A4
Tabel 3.2 Koneksi TX RF 433MHz dengan pin arduino No TX RF 433Hhz Pin Arduino 1 Vcc 5 volt 2 Gnd gnd 3 Data 12

## Gambar 3.4 Cover blok rangkaian I

## b)  Blok Rangkaian II
Blok rangkaian II adalah blok rangkaian yang akan diletakan  di  kabin  crane,  Rangkaian  blok  ini terdapat  RX  modul  RF  433Mhz  sebagai penangkap sinyal dari TX pada blok rangkaian 1. Selanjutnya data akan diolah dan di tampilkan ke LCD.
Rangkaian LCD dilengkapi dengan modul i2C yang berguna untuk menghemat pin pada arduno. Tampilan pada LCD akan menampilkan suhu dari produk  secara  realtime  dan  ini  dijadikan  acuan oleh  operator  crane  untuk  memilih  plate  mana yang akan di angkat.
Gambar 3.5 Blok Rangkaian II
Tabel 3.3 Koneksi Modul I2C dangan pin arduino No Pin MLX90614 Pin Arduino 1 Vcc 5 volt 2 Gnd gnd 3 SCL A5 4 SDA A4 Tabel 3.4 Koneksi TX RX 433MHz dengan pin arduino No TX RX 433Hhz Pin Arduino 1 Vcc 5 volt 2 Gnd gnd 3 Data ~3

## Gambar 3.6 Cover blok Rangkaian II

## 4.  PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK a)  Blok rangkaian I
Software  blok  rangkaian  I  berisi  list  program pembacan  sensor  MLX90614  dan  software pengirim  data  suhu.  Untuk  program  umumnya penulis menggunak library untuk sensor MLX90614, library Radio  Head dan New  liquid Crystal (untuk  library  sendiri  banyak  web  tutorial yang menyediakan).Setelah kedua library tersebut  ditambahkan  ke  dalam  library  Arduino IDE.  Untuk  mengakses  main  program  sensor inframerah dapat temukan dengan klik menu:
File 
Sketchbook  Libraries  Adafruit-
MLX90614- library - master  mlxtest
Untuk  transmitter  dari  RF  433MHz  radio  head yang  terdapat  dalam  library  dapat  di  akses dengan klik:
File  Sketchbook  libraries  Radiohead  ask  ask - transmitter
Gabungkan  program  sensor  dan  program  TX seperti list program berikut:
#include <RH_ASK.h> #include <SPI.h> // Not actually used but needed to // compile #include <Wire.h> #include <Adafruit_MLX90614.h>
RH_ASK driver; Adafruit_MLX90614 mlx = Adafruit_MLX90614(); char TempString[10]; void setup() { Serial.begin(9600); if (!driver.init()) Serial.println("init failed"); mlx.begin(); } Serial.print(mlx.readObjectTempC()); Serial.println("*C"); Serial.println(); dtostrf(mlx.readObjectTempC(),2,1,TempString); driver.send((uint8_t *)TempString, strlen(TempString)); driver.waitPacketSent(); delay(1000); }

## b)  Blok rangkaian II
Software blok rangkaian II juga terdiri dari 2 buah program  yaitu  program  penerima  RX  modul  RF 433Mhz  dan  program  LCD,  berikut  langkah- langkah  untuk  pemprograman  program  blok rangkaian II.
Main program untuk tampilan LCD dapat diakses di library dengan klik:
File  Sketchbook  libraries  NewliquidCrystal
 SerialDisplay .
Library  untuk translitter dari  RF  433Mhz radio head yang  terdapat  di  akses  dari libray dengan klik:
File  Sketchbook  libraries  Radiohead  ask  ask-Reciever.
Setelah  kedua library sudah  di  buka  dan digabungkan  dijadikan  program  pada  blok rangkaian  I  (Penerima)  seperti list program berikut:
#include <RH_ASK.h> #include <SPI.h> // Not actualy used but needed to // compile #include <LiquidCrystal_I2C.h> #include <Wire.h> RH_ASK driver; LiquidCrystal_I2C  lcd(0x3F,  2,  1,  0,  4,  5,  6,  7,  3, POSITIVE);
void setup() { Serial.begin(9600); // Debugging only lcd.begin(16,2); lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("....."); if (!driver.init()) Serial.println("init failed"); } void loop() { uint8_t buf[10]; uint8_t buflen = sizeof(buf);
if (driver.recv(buf, &buflen)) // Non-blocking
{ int i; Serial.print("Suhu : "); Serial.println((char*)buf); lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Suhu Plate"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(""); lcd.print((char*)buf); lcd.print(" Celcius"); } }

## 5.  HASIL PENGUJIAN
Pada Bab ini akan dibahas tentang pengujian dan analisa  sistem  yang  telah  dirancang  dan  dibuat. Adapun tujuannya adalah untuk mengetahui fungsi dan kerja  alat  dalam  melakukan  monitoring  suhu produk plate secara keseluruhan.
Pengujian  dilakukan  dengan  cara  mengambil data  suhu  pada  plate  dengan  menggunakan sensor  yang  sudah  ada  pada  mesin  A-UT  dan dibandingkan dengan data suhu yang didapat dari pengujian alat yang dirancang ini.

## 5.1 Pengujian Arduino
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  apakah software yang  dirancang  dapat  berjalan  sesuai dengan yang diharapkan.
1.  Pengujian program TX
Gambar 5.1 Monitoring serial blok rangkaian I
Berdasarkan  data serial  monitoring diatas, dapat disimpulkan pengiriman data suhu dengan RF 433Mhz berhasil berdasarkan serial monitoring .  Untuk  membuktikan  kebenarannya perlu  dilakukan  pengecekan  di serial  monitoring program blok rangkaian II.
2.  Pengujian program RX
Gambar 5.2 Hasil serial monitoring program blok rankaian II
Berdasarkan  gambar  diatas,  program  yang telah  diupload  berjalan  sesuai  dengan  yang
diharapkan, untuk selanjutnya dilakukan pengujian langsung dengan hardware.
5.2 Pengujian Hardware Langsung ke Produk Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  apakah hardware yang  dirancang  dapat  berjalan  sesuai dengan yang diharapkan dan melakukan perbandingan dengan sensor phyrometer yang ada pada mesin UST.
Tabel 5.1 Hasil pengujian langsung ke produk
No Produk ID Data Mesin UST/ o C Data alat/ o C 1 PK19101901 40,3 45 2 PK19092201 39.6 44 3 PK19091101 40 39 4 PK19092402 39.4 45 5 PK19114404 41.2 43
Dari hasil pengujian terdapat perbedaan antara suhu yang terbaca oleh alat dan mesin UST, selain berbeda  data  yang  didapat  juga  tidak  linier  dan acak,  penulis  manganalisa  telah  terjadi  kesalahan dalam posisi titik pengecekan yang telah dilakukan. Sehingga  data  yang  didapat  tidak  sesuai  yang diharapkan, untuk membuktikan lagi, penulis akan melakukan  pengujian  dengan  menggunakan  alat bantu termogun.

## 5.3 Pengujian dengan Termogun
Pengujian  ulang  ini  dilakukan  untuk  memastikan lagi alat yang telah dirancang telah bekerja sesuai yang  diharapkan  karena  pada  pengujian  alat langsun  ke  produk  terdapat  kendala    dimana  titik lokasi  pengecekan  suhu  yang  penulis  rasa  tidak sama.
Tabel 5.2 Hasil pengujian dengan termogun
No Data Termogun/ o C Data alat / o C Waktu 1 74.4 78.11 16.00 2 69.1 75.1 16.10 3 61.9 63.20 16.20 4 59.5 60.6 16.30 5 57.7 58.63 16.40
Dari  hasil  percobaan  kedua  dengan  bantuan termogan  dan  penempatan  posisi  yang  sama, didapatkan  hasil  yang  bagus  dan  linier  berubah setiap 10 menit. Hal ini membuktikan bahwa alat yang  dirancang  telah  berjalan  dengan  yang  di harapakan  walaupun  terdapat  selisih  suhu  rata- rata sekitar 2,58 o C.

## 6.  KESIMPULAN
Setelah menyelesai pengerjaan dan pengambilan data  dari  alat  dengan  judul  ‘Rancang  Bangun Prototype  Sistem  Monitoring    Temperatur    Pada Plate  Baja  Di  Pt.Krakatau  Posco  Menggunakan Arduino  Uno  R3  Dengan  Komunikasi  Wireless’ dapat disimpulkan bahwa:
1.  Temperatur plate baja dapat dibaca oleh sensor MLX90614 dengan menggunakan program yang ada di dalam library Adafruit- MLX90614-library-master pada program Arduino IDE.
2.  Data suhu dapat ditransmisikan dan diterima oleh modul RF 433Mhz melalui gelombang radio dengan frekuesi 433 Mhz.
3.  Proses line-on plate bisa lebih efektif karena operator crane sudah mengetahui kondisi suhu plate produk.
4.  Hasil pengujian pada alat didapat selisih suhu antara alat dan alat bantu termogun rata-rata sekitar 2,58 o C.

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Adrianto,  Heri  dan  Aan  Harmawan.  2000. ARDUINO  Belajar  Cepat  dan Pemprogrman . Bandung: INFORMATIKA
[2].  Saftari,  Firmansyah.  2000. Proyek  Robotika Keren  dengan  Arduino .  Jakarta.  Alex  Media Komputindo
[3].  Zebua,  Jecson  Daniel  ,  Mas  Sarwoko Suratmadja  dan  Ahmad  Qurthobi.  2016. Perancangan  Termometer  Digital  Tanpa Sentuhan . Halaman 2-3.
[4].  Amelia, Kiki Dkk. 2014. Perancangan Sistem
Monitoring  Suhu,  Kelembaban  Dan  Embun Udara Secara Realtime Menggunakan
Mikrokontroler Arduino Dengan Logika Fuzzy Yang  Dapat  Diakses  Melalui  Internet .
Halaman 2-3.
[5].  Yuni  N,  Ni  Putu  dkk.  Juni  2015. Studi Penerapan  Sensor  MLX90614  Sebagai Pengukur  Suhu  Tinggi  Secara  Non-Kontak Berbasis Arduino Dan Labview . Halaman 1